3.3.3. Расточные станки
В данной группе станков наиболее существенно различаются базы вертикальных координатно-расточных и горизонтальных алмазно-расточных станков.
В координатно-расточных вертикальных станках шпиндели различаются в зависимости от габарита: в легких и средних станках – базы по схеме «L», в тяжелых – по схеме «M» как у фрезерных станков (см. рис. 23).
В горизонтальных алмазно-расточных станках шпиндели имеют специфические базы по схеме «N» для крепления стандартных или специальных борштанг. Основная база - торец шпинделя достаточно большого диаметра. Для центрирования борштанги предназначено точное отверстие в шпинделе, а передача крутящего момента осуществляется элементами крепления – винтами. Борштанга алмазно-расточного горизонтального станка, например, с резцовой вставкой показана на рис. 29 (см. также рис. 22).
Рис. 29. Крепление борштанги с резцовой вставкой в шпинделе горизонтального алмазно-расточного станка: 1 – резцовая вставка; 2 – борштанга; 3 – винты крепления; 4 – шпиндель расточной бабки; 5 – центрирующий поясок борштанги
3.3.4. Фрезерные станки
Основной схемой базирования инструментов в большинстве фрезерных станков является стандартная схема «М» рис. 23. Фрезерный конус с конусностью 7:24 является одновременно двойной направляющей и опорной базой (5 базовых точек). Для передачи крутящего момента резания, который при фрезеровании может достигать достаточно больших значений, предназначены две торцовые шпонки, закрепляемые винтами в соответствующих шпоночных пазах.
Так как фрезерный конус в отличие от конуса Морзе не является самотормозящимся, инструмент с оправкой (или системой оправок) – закрепляется к шпинделю одним из трех способов:
- длинной тягой-шпилькой, называемой «шомполом», к противоположному торцу шпинделя;
- специальным автоматическим цанговым, рычажным или шариковым механизмом с силовым приводом в виде набора мощных тарельчатых пружин внутри самого шпинделя (в станках с ЧПУ);
- винтами к переднему торцу шпинделя в тяжелых горизонтальных и вертикальных станках.
При проектировании схем технологических наладок нужно иметь в виду, что фрезерные инструменты, работающие с подачами, перпендикулярными оси шпинделя, должны обязательно жестко крепиться к шпинделю (либо непосредственно, либо по системе инструмент к оправке, оправка к шпинделю).
При обработке заготовок на фрезерных станках осевыми (с подачами вдоль оси) инструментами, имеющими конус Морзе с лапкой, их установка в оправке производится без дополнительного осевого крепления, только за счет эффекта самоторможения по конусу Морзе. Но сама оправка или система оправок обязательно крепится к шпинделю (напомним, что конус 7:24 не является самотормозящимся).
Инструментальная оснастка фрезерных станков благодаря стандартизации баз в шпинделях хорошо унифицирована и серийно выпускается по государственным и отраслевым стандартам, техническим условиям (ТУ) предприятий станкоинструментальной промышленности.
При выполнении операций на горизонтально-фрезерных станках часто используются цилиндрические и дисковые фрезы, имеющие базы в виде отверстия со шпоночным пазом. Такие фрезы при одноинструментальной или многоинструментальной обработке закрепляются на достаточно длинных оправках (ГОСТ 15067-75… 15070-75) с их двухопорным креплением на станке. Первая опора – база шпинделя по схеме «L» или «M» рис. 23. В качестве второй опоры используется «серьга», устанавливаемая на выдвижном «хоботе» станка и имеющая сплошную или разрезную втулку (схема «R» рис 23), по которой базируется цилиндрический участок оправки. Втулка является подшипником скольжения, поэтому она фиксируется винтом от проворота в корпусе «серьги». Разрезная втулка применяется в станках повышенного (П) и высокого (В) классов точности. Она позволяет регулировать (минимизировать) величину зазора в соединении с оправками, что повышает точность обработки.
Оправки для горизонтально-фрезерных станков имеют четыре конструктивных исполнения как комбинацию двух типов баз под установку в шпинделе (конусы Морзе и фрезерные конусы 7:24) и двух типов баз для установки по втулке «серьги»: с цилиндрической цапфой и поддерживающей втулкой.
Рис. 30. Оправки двухопорного крепления с цилиндрической цапфой (а) и поддерживающей втулкой (б) к горизонтально-фрезерным станкам: 1, 13 – резьбовая тяга («шомпол») и винт крепления оправки к шпинделю; 2 – пиноль шпинделя; 3 – шпиндель; 4 – торцовые шпонки; 5 – оправка; 6 – втулки; 7 – фреза дисковая; 8 – осевая шпонка; 9, 15 – гайки крепления фрез; 10 – цапфа оправки; 11 – «серьга»; 12 – «хобот» станка; 14 – поддерживающая втулка
На рис. 30 показаны отличительные особенности этих конструктивных исполнений оправок, а также способы их крепления к шпинделю станка «шомполом» (а) и винтами (б).
«Хобот» 12 станка – это жесткая консольная балка с регулируемым вылетом в верхней части шпиндельной бабки горизонтально-фрезерного станка. Направляющие типа «ласточкин хвост» (поперечное сечение на рис. 30, а) используются для наладочных перемещений «хобота» в ответных направляющих шпиндельной бабки, а также «серьги» 11 относительно самого «хобота». После регулировки вылета, определяемого длиной оправки, «хобот» и «серьга» закрепляются.